페라이트 성형공정의 입자배향 증진을 통한페라이트 성형공정의 입자배향 증진을 통한페라이트 성형공정의 입자배향 증진을 통한페라이트 성형공정의 입자배향 증진을 통한

자성특성 향상 기술지원자성특성 향상 기술지원자성특성 향상 기술지원자성특성 향상 기술지원

2007. 10.2007. 10.2007. 10.2007. 10.

지원기관지원기관지원기관지원기관 :::: 요업 세라믹 기술원요업 세라믹 기술원요업 세라믹 기술원요업 세라믹 기술원( )( )( )( )

지원기업지원기업지원기업지원기업 :::: 주 쌍용머티리얼주 쌍용머티리얼주 쌍용머티리얼주 쌍용머티리얼( )( )( )( )

산업자원부산업자원부산업자원부산업자원부

- 2 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

산 업 자 원 부 장 관 귀 하

본 보고서를 페라이트 성형공정의 입자배향 증진을 통한 자성특성 향상 기술지원" "

지원기간 과제의 기술지뭔성과보고서로 제출합니다( : 2006. 06. ~ 2007 08.) .

2007. 10.

지원기관 기관명 요업 세라믹 기술원: ( ) ( )

대표자 오 유 근( )

참여기업 기업명 주 쌍용머티리얼: ( ) ( )

대표자 김 병 기( )

지원책임자 임 종 인:

참여 연구원 백 종 후:

〃 이 영 진:

- 3 -

기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서

과제고유번호 연구기간 개월2006. 06. 01 - 2007. 08. 31 (15 )

연구사업명 부품소재전문기업기술지원사업

지원과제명 페라이트 성형공정의 입자배향 증진을 통한 자성특성 향상 기술지원

지원책임자 임 종 인지원

연구원수

총 명: 2

총

사업비

정부 천원: 100,000

내부 명: 2 기업 천원: 100,000

외부 명: 0 계 천원: 200,000

지원기관명 요업 세라믹 기술원( ) 소속부서명 시뮬레이션센터

참여기업 기업명 주 쌍용머티리얼 기술책임자 이 강 현 이사: ( ) :

요약 연구결과를 중심으로 개조식 자이내( 500 )보고서

면수193

본 연구는 지존 자기장을 통해서 배향을 시키는 것에는 한계가 있어 배향도를 향상시키고자 고 자

기장 인가와 동시에 기계적 진동을 인가하는 방법을 압전 세라믹을 이용하여 구현하였다 기계적.

진동은 압전체를 금형에 부착하여 구현하였으며 영역의 공진 주파수를 이용하여 변, 32kHz 2.6㎛

위의 떨림을 생성하였다 이러한 기계적 진동을 함께 이용하여 페라이트를 제조한 결과 배향도가.

이상 향상되는 것을 확인할 수 있었으며 이러한 모델을 양산용 금형에 적용 시험 할 수 있는2% ,

시스템도 설계하였다 이와같은 배향도를 극대화 할수 있는 메카니즘의 구현을 통해 보다 저렴한.

원료로 동등수준 이상의 품질특성을 발현할 수 있게 되었으며 과제 추진중에 진동자 설계 및 효,

과적인 진동전달 메카니즘을 고안하는 성과가 있었다 향후 고농도의 원료를 이용한 성형기술 개.

발시 직면하게 될 자장만으로의 배향에 따른 배향도 저하문제를 효과적으로 대응할 수 이써는 진

동인가 기술을 개발함으로써 성형 생산성의 혁신에 필요한 기반기술을 확보하게 되어 본 기술의

파급효과는 매우 클 것으로 추정된다.

색 인 어 한 글 페라이트 슬러리 성형 자기장 기계적 지동 자기적 물성, , , ,

각 개 이상( 5 ) 영 어ferrite, slurry forming, magnetic field, mecanical vibration,

magnetic property

- 4 -

기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문

사업목표사업목표사업목표사업목표1.1.1.1.

페라이트 성형공정 고 자기에너지와 기계에너지를 동시에 인가할 수 있는 성형

방법을 개발 적용하여 판상 분말 입자 배향특성 증진을 통해 제품 자성적 품질,

향상 기술지원

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2.2.2.2.

금형 내부의 진동전달 특성 해석1.

진동 발생장치 설계 및 제작2.

입자배향성 향상을 위한 진동자 및 설치위치 최적화 설계3.

시 생산금형 에 적용 시험 및 보완4. (2-cavity)

양산 금형에 대한 진동자 형상 및 설치위치 최적화 설계5.

양산 금형 의 적용시험6. (32 cavity)

성형체의 입자 배향성능의 향상에 대한 검증7.

지원실적지원실적지원실적지원실적3.3.3.3.

지원항목지원내용

비고기술지원前 기술지원後

금형 내부 진동전달

시뮬레이션무 시뮬레이션 기술 개발

진동 발생장치 제작 무 진동 금형 개발(LP)

진동금형 이용 성형 시

배향도 향상배향도 65% 배향도 67% 시 생산금형

성형체 입자 배향성능

향상 검증

BH curve

에 의한trace

검증

및BH curve tracer

에 의한 검증XRD

지원항목 번항목의 기술지원내용 및 범위를 근거로 지원실적을 항목별로1. : 2※

구분하여 기재

지원내용 지원항목별로 기술지원 상황을 비교하여 기재2. : 前 後ㆍ

- 5 -

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4.4.4.4.

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명o : Strontium Ferrite Magnet

모 델 명o : 35.5H

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

객관화 된 를 근거로 작성DATA※

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

공정개선 및 품질향상 등으로 안한 절감효과 반영※

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

참고 적용제품 주요수출국 독일 미국 프랑스 일본 중국) 1. : , , , ,

작성당시 환율기준 원 달러2. : 920 /

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수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

페라이트 제조공정중 성형시 입자의 배향도를 증진시키는 방법으로 자기장을 인

가하는 방법외에 기계적 진동을 인가함으로써 배향도를 극대화 할수 있어 보다

저렴한 원료로 동등수준의 품질특성을 발현할 수 있게 되었으며 과제 추진중에,

진동자 설계 및 효과적인 진동전달 메카니즘을 고안하는 성과가 있었음

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

향후 고농도의 원료를 이용한 성형기술 개발시 직면하게 될 자장만으로의 배향

에 따른 배향도 저하문제를 효과적으로 대응할 수 있는 진동인가 기술을 개발함

으로써 성형 생산성의 혁신에 필요한 기반기술을 확보하게 되어 본 기술의 파급

효과는 매우 클 것으로 추정됨

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5. ,5. ,5. ,5. ,

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) ,1) ,1) ,1) ,

- 7 -

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6.6.6.6.

항 목지원

건수지 원 성 과

기술정보제공 건8배향도 측정방법 진동자 전달특성 해석 자성재, ,

료설계기법 압력에 의한 임피던스 변화분석 등,

시제품제작 건5자왜진동자 현장실험 압전진동자적용, TP Line

현장실험 양산금형 진동자 적용 현장실험 등,

양산화개발 건1 양산금형의 압전진동자 현장실험

공정개선 건2 진동자 세기 및 시간의 최적화

품질향상 건1 스트론튬 페라이트 : 35H

시험분석 건

수출 및 해외바이어발굴 건

교육훈련 건

기술마케팅 경영자문/ 건

정책자금알선 건

논문게재 및 학술발표 건4세라믹학회 게제 발표 발표 전(1), (1), ECER (1),

자재료학회 발표(1)

사업관리시스템

지원실적업로드회수건

참여기업 방문회수 건74 번 방문 명37 * 2

기 타 건

상기 세부지원실적에 대한 세부내용 첨부※

종합의견종합의견종합의견종합의견7.7.7.7.

페라이트 성형시 기계적 진동에 의한 배향기술을 개발함으로써 제조비용절감에

기할 수 있을 뿐 아니라 향후 고농도 원료를 사용한 성형시 예상되는 문제점 해

결을 위한 기반 기술을 갖추게 되었음

- 8 -

연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )□□□□

과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과1.1.1.1.

논문게재 성과□

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2.2.2.2.

특허 성과□

출뭔된 특허의 경우o

등록된 특허의 경우o

- 9 -

사업화 현황□

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한11) 1. , 2.

창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입, 3. , 4.

고용창출 효과□

주 창업의 경우는 사업화 성과 메서 사업화 현황의 종업원 수를 기입9) "2. "

사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나10)

부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입

- 10 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용□□□□

참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건1. : 371. : 371. : 371. : 37

- 11 -

- 12 -

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건2. : 82. : 82. : 82. : 8

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건3. : 43. : 43. : 43. : 4

시험분석 건시험분석 건시험분석 건시험분석 건4. :4. :4. :4. :

기술지뭔실적 업로드 건기술지뭔실적 업로드 건기술지뭔실적 업로드 건기술지뭔실적 업로드 건5. :5. :5. :5. :

- 13 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황2222

제 절 국내 기술현황제 절 국내 기술현황제 절 국내 기술현황제 절 국내 기술현황1111

제 절 국외 기술현황제 절 국외 기술현황제 절 국외 기술현황제 절 국외 기술현황2222

제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과3333

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행1111

슬러리 성형슬러리 성형슬러리 성형슬러리 성형1. Ferrite1. Ferrite1. Ferrite1. Ferrite

산화물 자성체 와 배향도 측정산화물 자성체 와 배향도 측정산화물 자성체 와 배향도 측정산화물 자성체 와 배향도 측정2. (ferrite)2. (ferrite)2. (ferrite)2. (ferrite)

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과2222

진동자 및 진동발생장치 설계 제작진동자 및 진동발생장치 설계 제작진동자 및 진동발생장치 설계 제작진동자 및 진동발생장치 설계 제작1. /1. /1. /1. /

세라믹 진동자 개발세라믹 진동자 개발세라믹 진동자 개발세라믹 진동자 개발2.2.2.2.

시 생산금형 에의 적용시험시 생산금형 에의 적용시험시 생산금형 에의 적용시험시 생산금형 에의 적용시험3. (2 cavity)3. (2 cavity)3. (2 cavity)3. (2 cavity)

양산 금형 의 적용시험양산 금형 의 적용시험양산 금형 의 적용시험양산 금형 의 적용시험4. (32 cavity)4. (32 cavity)4. (32 cavity)4. (32 cavity)

결론결론결론결론5.5.5.5.

제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도4444

제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획5555

- 14 -

부 록부 록부 록부 록

가 기술정보제공 자료가 기술정보제공 자료가 기술정보제공 자료가 기술정보제공 자료....

의 배향도 측정방법의 배향도 측정방법의 배향도 측정방법의 배향도 측정방법1. Hard-ferrite1. Hard-ferrite1. Hard-ferrite1. Hard-ferrite

금형내 별 진동전달특성 분석금형내 별 진동전달특성 분석금형내 별 진동전달특성 분석금형내 별 진동전달특성 분석2. Cavtyi2. Cavtyi2. Cavtyi2. Cavtyi

자왜 진동자 현장적용시험자왜 진동자 현장적용시험자왜 진동자 현장적용시험자왜 진동자 현장적용시험3.3.3.3.

압전진동자 설치위치 제안압전진동자 설치위치 제안압전진동자 설치위치 제안압전진동자 설치위치 제안4.4.4.4.

압전진동자에 의한 진동전달특성 해석압전진동자에 의한 진동전달특성 해석압전진동자에 의한 진동전달특성 해석압전진동자에 의한 진동전달특성 해석5.5.5.5.

압전진동자를 사용한 진동모드 분석압전진동자를 사용한 진동모드 분석압전진동자를 사용한 진동모드 분석압전진동자를 사용한 진동모드 분석6. LP6. LP6. LP6. LP

시뮬레이션을 활용한 자성재료설계시뮬레이션을 활용한 자성재료설계시뮬레이션을 활용한 자성재료설계시뮬레이션을 활용한 자성재료설계7.7.7.7.

압력에 의한 압전진동자 임피던스 변화분석압력에 의한 압전진동자 임피던스 변화분석압력에 의한 압전진동자 임피던스 변화분석압력에 의한 압전진동자 임피던스 변화분석8.8.8.8.

나 시제품 제작 사진자료나 시제품 제작 사진자료나 시제품 제작 사진자료나 시제품 제작 사진자료....

자왜진동자 및 제어기자왜진동자 및 제어기자왜진동자 및 제어기자왜진동자 및 제어기1.1.1.1.

구동시험용 압전진동자 제작구동시험용 압전진동자 제작구동시험용 압전진동자 제작구동시험용 압전진동자 제작2. LP2. LP2. LP2. LP

압전진동자를 이용한 현장 테스트압전진동자를 이용한 현장 테스트압전진동자를 이용한 현장 테스트압전진동자를 이용한 현장 테스트3. TP3. TP3. TP3. TP

압전진동자를 이용한 양산공정용 진동자 제작압전진동자를 이용한 양산공정용 진동자 제작압전진동자를 이용한 양산공정용 진동자 제작압전진동자를 이용한 양산공정용 진동자 제작4.4.4.4.

압전진동자를 이용한 양산공정 시제품 제작압전진동자를 이용한 양산공정 시제품 제작압전진동자를 이용한 양산공정 시제품 제작압전진동자를 이용한 양산공정 시제품 제작5.5.5.5.

다 진동 구동 드라이버 회로도다 진동 구동 드라이버 회로도다 진동 구동 드라이버 회로도다 진동 구동 드라이버 회로도. LP. LP. LP. LP

라 특허명세서라 특허명세서라 특허명세서라 특허명세서....

- 15 -

제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

페라이트 세라믹 자성체 생산공정의 경우 고 자기장을 인가한 상태에서 페라이트

슬러리를 여러개의 로 이루어진 금형에 주입하고 탈수 및 가압하여 성형체를Cavity ,

제조한다 이 때 판상형 페라이트 입자의 배향도를 증진시키기 위해 자기장을 인가.

하여 목적하는 방향으로 페라이트 입자를 정렬하도록 한다 그 동안 성형체 내부의.

페라이트 배향성을 향상시키기 위하여 금형 내부 구조변경 등 다양한 노력을 진행

하여 왔으나 기술적으로 한계가 있어 더 이상 생산제품의 품질향상을 도모하지 못

하고 있다 그러므로 고 자기에너지와 기계에너지를 동시에 인가함으로써 슬러리.

성형공정 중 페라이트 입자배향특성을 효과적으로 향상시켜 제품의 품질향상을 도

모하는 것이 절실하게 필요하다.

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

페라이트 성형공정에 고 자기에너지와 기계에너지를 동시에 인가할 수 있는 성형방

법을 개발 적용하여 판상분말 입자 배향특성 증진을 통해 제품 자성적 품질 향상,

기술을 지원하는데 있다.

참고 배향도 평가방법 페라이트 입자배향도는 동일 금형내에서 성형한 각( ) :

의 제품을 소결한 제품의 특성이고 쌍용머티리얼의 양산 관리항목이므로 그cauity ,

결과는 회적시험을 통한 정밀 평가 방법 및 쌍용머티리얼 자체적인 현장 평가X-ray

방법을 이용하여 함께 평가 분석하여야 함/ .

가 평가방법가 평가방법가 평가방법가 평가방법. XRB. XRB. XRB. XRB

면 회절 모든 회절-I(001) : (001) X-ray Peak Intensity, I(hk1) : X-ray Peak

Intensity

나 현장 평가방법나 현장 평가방법나 현장 평가방법나 현장 평가방법....

수직방향 잔류자속밀도 수평방향 잔류자속밀도- Br : Br( ), Br : Br( )↑ →

- 16 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

가 기술지원내용가 기술지원내용가 기술지원내용가 기술지원내용....

나 기술지원범위나 기술지원범위나 기술지원범위나 기술지원범위....

- 17 -

다 기술지원의 추진일정다 기술지원의 추진일정다 기술지원의 추진일정다 기술지원의 추진일정....

- 18 -

라 기술지원의 추진체계라 기술지원의 추진체계라 기술지원의 추진체계라 기술지원의 추진체계....

- 19 -

제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황2222

페라이트자석 은 에 비해 잔류자속밀도가 낮고 보자(Ferrite magnet) Alnico magnet

력이 높다 또한 온도계수기 에 비해 약 배정도 크며 경도가 비. Alnico magnet 10 ,

교적 높은 장점을 가지고 있다 또한 산화철을 원료로 하여 생산하기 때문에 가격.

이 저렴하다 이 같은 페라이트 자석의 주요 용도는 자석 회전기. (Motors,

등 각종 류 등과 같은 가정용의 각종 상품 기Generators ), Sensor , Opener Idea ,

타 등과 같은 기본적인 제품류 등에 사용되고 있다Speaker .

페라이트자석을 원재료에 따라 분류하면 바륨 페라이트 자석(Ba-ferrite magnet),

스트론튬 페라이트 자석 으로 분류되어지며 자장처리에 따라 자(Sr-ferrite magnet) ,

기 이방성과 자기 등방성 자석으로 분류된다 이러한 페라이트 자석의 일반적인 제.

조 공정도는 과 같으며 물리적인 특성은 표 과 같다Fig. 1. , 1. .

페라이트 자석의 성형공정도페라이트 자석의 성형공정도페라이트 자석의 성형공정도페라이트 자석의 성형공정도Fig 1.Fig 1.Fig 1.Fig 1.

- 20 -

일반적인 페라이트 자석은 산화될 분말과 각종 첨가제를 균일하게 한 후Mixing

의 미분쇄하고 원하는 성형 소성 가공을 하여 최종 생산품을 만든다4~6 / / .㎛

표 페라이트 자석의 물리적 특성표 페라이트 자석의 물리적 특성표 페라이트 자석의 물리적 특성표 페라이트 자석의 물리적 특성1.1.1.1.

이러한 페라이트 자석의 경우 이나 를 통해 자석의 특성을 측정하는데 자VSM XRD ,

석의 특성은 자구의 배향도에 의존하는 경향을 가지고 있다 따라서 배향도가 크면.

좋은 자성특성을 나타내고 배향도가 낮으면 자성특성이 떨어지는 것을 예상할 수,

있다 따라서 본 연구에서는 배향도를 높여 스트론튬 페라이트 자석 자성특성을 향.

상시키기 위해 기존의 자석 성형장치에 진동을 인가할 수 있는 금형 시스템을 제작

하였다.

제 절 국내 기술현황제 절 국내 기술현황제 절 국내 기술현황제 절 국내 기술현황1111

쌍용머티리얼은 고 자기장을 인가하여 페라이트 입자를 배향하는 기술을 적용하여

관련 제품을 생산하고 있으며 그 외 자화전자의 경우 건식 성현공정 중 자기펄스,

를 인가하여 자성체 입자 배향을 하고 있다 그러나 고 자기에너지와 기계에너지를.

동시에 인가하여 페라이트 입자를 배향하는 기술은 아직 시도된 바 없다.

- 21 -

제 절 국외 기술현황제 절 국외 기술현황제 절 국외 기술현황제 절 국외 기술현황2222

일본 관련 산업체의 경우 고 자기장을 인가하여 페라이트 입자를 배향하는 기술을,

적용 관련 제품을 성공적으로 생산하고 있으며 국내 생산업체와 비교했을 시 불량, .

률도 낮고 생산수율도 크며 입자 배향도도 상당히 우수하다고 평가받고 있다 하, , .

지만 고 자기에너지와 기계에너지를 동시에 인가하여 페라이트 입자를 배향하는,

기술을 적용하였다는 보고는 없다.

- 22 -

제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과3333

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행1111

슬러리 성형슬러리 성형슬러리 성형슬러리 성형1. Ferrite1. Ferrite1. Ferrite1. Ferrite

가 스트론튬 페라이트 성형공정 조건.

배향특성이 좋은 미세구조의 경질 페라이트 자석을 얻기 위하여 슬러리 압축 성형

공정이 사용된다.

페라이트 입자들은 면에 수직인 방향으로 선택적인 자화를 가지는 마이크론 이하의

평판형 결정들이다.

이러한 페라이트 입자들을 자화시키기 위하여 페라이트 자석의 성형장비는 자성체

와 비자성체 합금을 구조적으로 배열하여 자기적으로 투과 및 집중할 수 있게 설계

되어 있다 또한 페라이트 입자들은 액체 유동이 가능하도록 물과 혼합한 슬러리.

형태로 성형시에 고압의 피스톤에 의하여 금형 내부로 채워진다 입자들을 정렬시.

키기 위해 자기장이 가해지며 배향된 입자들을 가진 치밀한 성형체를 형성하기 위,

하여 물을 진공으로 뽑아내며 압축을 실시한다 자석을 제조하는 주요 공정, . Ferrite

은 산화철 재료 입수 슬러리 합성 슬러리 압축 성형 소결 검사 포장 의" - - - - - "

단계로 진행된다 그 중에 슬러리 압축 성형의 주요 공정을 보면 다음과 같다 그림. .

에서도 알 수 있듯이 상부금형 하부금형 단계별 자장 인가 슬러리 주입 등이3 , , , ,

성형에서 가장 큰 공정 조건이다 단계는 성형체가 취출 된 후 상부금형이 내려가. 1

고 하부금형이 올라와 서로 맞닿는 형태가 된다 단계는 이 후 자장이 인가되고, . 2 ,

단계는 슬러리가 주입된다 이후 단계는 슬러리 주입이 계속죄면서 가 고정된3 . 4 LP

상태에서 상부금형 및 하부금형이 아래로 내려가면서 가압 및 탈수가 진행된다. 5

단계는 자장을 끊고 마지막 단계는 상부금형이 올라가고 성형체가 취출된다 이러, 6 , .

한 단계를 반복하면서 성형체를 제조하게 된다 본 과제를 진행하면서 현장실험에6 .

서 성형공정변수는 상당히 중요히 다루어지고 있으며 성형공정변수 제어를 통해서,

현장실함 결과가 확연히 다른 모습을 볼 수 있는데 이는 그 중요성이 크다고 판단,

할 수 있다.

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그림 슬러리 성형장비그림 슬러리 성형장비그림 슬러리 성형장비그림 슬러리 성형장비2. ferrite2. ferrite2. ferrite2. ferrite

그림 성형 공정 조건표그림 성형 공정 조건표그림 성형 공정 조건표그림 성형 공정 조건표3.3.3.3.

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나 성형 장비 및 금형의 구조.

성형장비는 슬러리 성형장비의 구조에서도 알 수 있었듯이 성형장비는 슬러Ferrite

리주입 및 를 포함한 외곽 자장을 인가할 수 있는 코일 그리고 복잡하press Case, ,

게 설계된 금형으로 구성되어 있다.

그림 성형장비의 구조도그림 성형장비의 구조도그림 성형장비의 구조도그림 성형장비의 구조도4.4.4.4.

그림 성형장비의 금형 구조도그림 성형장비의 금형 구조도그림 성형장비의 금형 구조도그림 성형장비의 금형 구조도5.5.5.5.

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산화물 자성체 와 배향도 측정산화물 자성체 와 배향도 측정산화물 자성체 와 배향도 측정산화물 자성체 와 배향도 측정2. (ferrite)2. (ferrite)2. (ferrite)2. (ferrite)

가 산화물 자성체 스트론튬 페라이트. :

스트론튬 페라이트 는 의 조성을(strontium ferrite) PbFe7. 5Mn3. 5AI0. 5Ti0. 5019

가진 광물 마그네토 프럼바이트 와 같은 결정구조를 갖기 때문(magneto plumbite)

에 육방정 마그네토 프럼바이트형 산화물 재료라고도 한다 스트론튬 페라이트의.

기본 결정구조를 그림 에 나타내었다 그림에서 볼 수 있듯이 스트론튬 페라이트6 .

는 한 개의 유닛의 격자점을 구성하는 이온 와 의 배열은 가장 밀도가 높(02- Sr2+)

은 육방격자상 차원배열층이 로 겹쳐진 육방최밀구조를 나타낸다 그림2 A,B,A,B,A .

의 중앙을 경계로 상하 유닛이 회전대칭으로 되어 있기 때문에 두개의 유닛6 180 ,˚

으로 한 개의 단위포가 된다 스트론튬 페라이트 유일한 자성이온은 를 가진. 5 MB

이온이며 단위 세포내 개의 이온 중 개는 면체 위치에 개는Fe3+ , 24 Fe3+ 4 4 , 18 8

면체 위치에 그리고 개는 면체 위치에 존재한다 또한 이온의 자기모멘트, 2 6 . Fe3+

에서 개는 위쪽을 지시하고 개는 아래쪽을 지시한다 그림16 (2a, 12k) , 8 (4f) . ( 6)

그러므로 스트론튬 페라이트에서 예견되는 자기모멘트는 메서 단위세포 당OK

또는 분자당 이다(16-8) x 5 = 40 MB 20 MB .

이와 같은 스트론튬 페라이트는 마름모꼴상의 육방정구조를 구축하고 있기에 강대

한 결정자기이방성 에너지를 발휘한다 이러한 스트론튬 페라이트의 경자성 특성은.

한번 포화에 달하기만 한다면 자계를 없애도 포화자화의 값은 거의 감쇠하는 일,

없이 유지되어 원래의 자화로 돌리려 해도 결정자기이방성 에너지장벽을 넘을 만,

큼의 강력한 자계를 반대방향으로 걸어주지 않으면 안되고 보자력 는 연자성, , Hc

특성에 비해 수천배까지 달한다 이러한 특성을 나타내는 구조적인 이유로는 산소.

이온 개에 둘러싸인 는 그림 의 모델에서 위로부터 층째 밑에서 층째5 Fe3+ 6 3 , 3

이온이 들어간 층 의 마름모꼴의 정점에 존재하며 그 결과(Sr2+ ) 4 , 3.5x106 erg/cc

라고 하는 강력한 결정자기이방성상수 이 된다 또한 단위포가 아래 위로 겹쳐K1 . , ,

진 구조는 장축방향만이 자화 용이축을 발생시키는 일축이방성이라는 점도 고보자

력의 원인으로 작용한다 이러한 페라이트의 주요 용도로는 가전제품의 모터용 자.

석에 활용되고 있으며 고성능 자동차 모터용 자석으로 사용하기 위해 연구를 진행,

중이다.

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그림 스트론튬 페라이트의 결정구조 및 마그네틱 오더링그림 스트론튬 페라이트의 결정구조 및 마그네틱 오더링그림 스트론튬 페라이트의 결정구조 및 마그네틱 오더링그림 스트론튬 페라이트의 결정구조 및 마그네틱 오더링6. (a) (b)6. (a) (b)6. (a) (b)6. (a) (b)

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나 페라이트의 배향도 측정. : VSM, XRD

산화물 자성체 페라이트 의 배향도는 다양한 방법으로 측정할 수 있으며 가장 대표( ) ,

적인 방법으로는 에서 의 비율로 측정하는 방법과 의 해당 배향된BH curve Br XRD

격자의 비를 통해서 계산하는 방법이 있다 먼저 자성체의 경우Intensity . H field

변화에 따라 값이 변하는데 그 값의 변화를 그래프화하면 그림 과 같이 자기Br , 7

이력곡선 를 그리게 된다 또한 재료에 따라 자기이력곡선이 다르(hysteresis loop) .

게 측정되지만 재료의 배향 상태에 따라서도 자기이력곡선은 다르게 측정된다 따, .

라서 배향된 방향의 값과 배향되지 않은 방향의 값은 다르게 나타나고 이것의, Br Br

비를 배향도라 한다 식 일반적으로 자기이력곡선은 으로 측정하는 방법이. ( 1) VSM

있고 쉽게 측정할 수 있는 방법으로 로 측정하는 방법이 있다 본, BH curve tracer .

연구에서는 주 쌍용머티리얼에서 보유한 를 통해서 배향도를 측정( ) BH curve tracer

하여 요업 세라믹 기술원에서 보유한 사의 측정결과로부터 계산된 배향( ) Rigagu XRD

도를 비교하였다.

두 번째 방법으로는 를 이용하는 방법이다 는 재료의 결정구조를 분석하XRD . XRD

는데 중요하게 활용되고 있는 장비이다 에 를 쬐이고. Target sample X-ray , Target

에서 나오는 회절패턴으로 결정구조를 예상하게 되는데 자성체의 경우 배sample ,

향이 되면서 한쪽 방향으로 자구의 성장이 나타나게 되고 이것이 결정구조에 영향

을 미쳐 축 의 회절 가 급성장하게 된다 따라서 페라이트 분말상c (001) XRD Peak . ,

태에서의 방향 의 합과 자화된 페라이트 소결체의 방향 의 비c Intensity c Intensity

가 페라이트의 배향도를 나타내고 있음을 예상할 수 있다 이와같은 방법은 유전체.

배향도 측정에서 유사하게 활용되고 있으며 최초 제안한 의 이름을 따서, Lotgering

라고 불리운다 그 구체적인 수식을 식 에 나타내었다"Lotgering method" . (2) .

그 외 방법으로는 이미지 처리를 통해 배향도를 계산하는 측정방법 등SEM-EBDS

이 있지만 본 연구에서는 를 이용하는 방법과 회절패턴을 이용하는, BH curve XRD

방법으로 자성체의 배향도를 측정하였으며,

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각각의 결과를 비교하여 자성특성을 평가하였다 기존 스트론튬 페라이트의 배향도.

를 측정하기 위해 그림 과 같은 여러 가지 조성의 디스크 형태 스트론튬페라이트11

를 제작하였다.

표 회절패턴 분석을 통한 배향도 측정 결과표 회절패턴 분석을 통한 배향도 측정 결과표 회절패턴 분석을 통한 배향도 측정 결과표 회절패턴 분석을 통한 배향도 측정 결과3. XRD3. XRD3. XRD3. XRD

이와같은 결정구조 분석용 시편의 조성표는 표 와 같다 스트론튬 페라이트의2 .

회절 패턴을 측정한 결과 그림 와 같이 측정되었으며XRD 12 , (002), (004), (006),

등의 축 방향으로 회절 가 성장함을 알 수 있었다 따라서 분(008), (0012) c Peak .

말상태의 패턴과의 비를 통해 배향도를 알 수 있는데 배향도를 계산한 결과XRD ,

표 과 같이 까지 계산이 되었다3 58% ~ 69% .

그림그림그림그림 7. Hysteresis loop of the magnetic material7. Hysteresis loop of the magnetic material7. Hysteresis loop of the magnetic material7. Hysteresis loop of the magnetic material

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그림 를 이용한 스트론튬 페라이트의 조성변화에 따른 자성특성 측정그림 를 이용한 스트론튬 페라이트의 조성변화에 따른 자성특성 측정그림 를 이용한 스트론튬 페라이트의 조성변화에 따른 자성특성 측정그림 를 이용한 스트론튬 페라이트의 조성변화에 따른 자성특성 측정8. XRD8. XRD8. XRD8. XRD

그림 결정구조 분석용 시편의 조성표그림 결정구조 분석용 시편의 조성표그림 결정구조 분석용 시편의 조성표그림 결정구조 분석용 시편의 조성표9.9.9.9.

그림 스트론튬 페라이트의 회절패턴그림 스트론튬 페라이트의 회절패턴그림 스트론튬 페라이트의 회절패턴그림 스트론튬 페라이트의 회절패턴10. XRD10. XRD10. XRD10. XRD

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제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과2222

진동자 및 진동 발생장치 설계 제작진동자 및 진동 발생장치 설계 제작진동자 및 진동 발생장치 설계 제작진동자 및 진동 발생장치 설계 제작1. /1. /1. /1. /

대형 구조물을 기계적으로 흔드는 방법은 다양하다 하지만 지속적으로 국소적인. ,

부분만 진동을 인가하는 방법은 많지 않다 본 연구에서는 스트론튬 페라이트의 성.

형장치인 톤 이상의 대형 유압프레스 장비에서 금형 내 일부에 진동을 인가할300

수 있는 방법을 모색하였으며 그 결과 가지 제안을 하게 되었다 첫째는 자왜 진, 2 .

동자를 이용한 하부금형의 진동 인가방법이며 둘째는 압전 진동자를 이용한 금형,

의 진동방법이다LP .

가 자왜 자기변형재료 진동자 최적화 시뮬레이션. ( )

자왜 진동자의 최적화 시뮬레이션은 를 이용하여 해석하였다 기존 금형Ansys S/W .

을 기계적으로 흔들기 위해서는 인근에서 외력을 가하는 방법이다 따라서Cavity .

금형 구조에서 개 에 자기변형 소자를 위치시켰을 때의 진동변위4 Cavity 2 Cavity

특성 시뮬레이션을 수행하였다 해석 조건으로는 자기변형 소자를 통해서 진동을.

인가할 수 있는 방향을 길이방향으로 했을 시와 너비방향으로 했을 시를 비교하였

다 그림 은 자왜진동자를 적용했을 시 구조적인 특성을 분석하기 위한 시뮬레이. 11

션 모델링과 메쉬를 나타내었다 표 에 주파수 변화에 따른 하중인가시간의 변화. 4

를 나타내었으며 각각의 를 선정하여 그 결과값에서의 변위특성을 계산하여, Case

그림 에 나타내었다 추가적으로 그림 에는 기존 페라이트 생14, 15, 16, 17 . 18, 19

산 설비에서 금형의 윗부분에서 하중을 받았을 시 에 형성되는 응력분포를 시뮬LP

레이션하였다 비교적 고른 분포가 형성되며 이 위치되는 부분의 응력이 집. , 0-ring

중되는 것을 알 수 있다 만약 금형에 이 발생하게 된다면 그 부분에서. Crack

이 형성되어 확대될 것이라는 추정이 가능하다Crack .

표 주파수 변화에 따른 하중인가시간 변화 별 시뮬레이션 조건표표 주파수 변화에 따른 하중인가시간 변화 별 시뮬레이션 조건표표 주파수 변화에 따른 하중인가시간 변화 별 시뮬레이션 조건표표 주파수 변화에 따른 하중인가시간 변화 별 시뮬레이션 조건표4. : Case4. : Case4. : Case4. : Case

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그림 금형의 시뮬레이션 모델링 페라이트 제작 금형의 시뮬레이션그림 금형의 시뮬레이션 모델링 페라이트 제작 금형의 시뮬레이션그림 금형의 시뮬레이션 모델링 페라이트 제작 금형의 시뮬레이션그림 금형의 시뮬레이션 모델링 페라이트 제작 금형의 시뮬레이션11. LP : (a)11. LP : (a)11. LP : (a)11. LP : (a)

모델 시뮬레이션을 위한 메쉬 구조모델 시뮬레이션을 위한 메쉬 구조모델 시뮬레이션을 위한 메쉬 구조모델 시뮬레이션을 위한 메쉬 구조, (b), (b), (b), (b)

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그림 길이방향으로 하중 인가하기 위한 시뮬레이션 조건그림 길이방향으로 하중 인가하기 위한 시뮬레이션 조건그림 길이방향으로 하중 인가하기 위한 시뮬레이션 조건그림 길이방향으로 하중 인가하기 위한 시뮬레이션 조건12. Cavity12. Cavity12. Cavity12. Cavity

그림 너비방향으로 하중 인가하기 위한 시뮬레이션 조건그림 너비방향으로 하중 인가하기 위한 시뮬레이션 조건그림 너비방향으로 하중 인가하기 위한 시뮬레이션 조건그림 너비방향으로 하중 인가하기 위한 시뮬레이션 조건13. Cavity13. Cavity13. Cavity13. Cavity

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그림 길이방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 변위특성그림 길이방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 변위특성그림 길이방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 변위특성그림 길이방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 변위특성14. Cavity Case14. Cavity Case14. Cavity Case14. Cavity Case

시뮬레이션시뮬레이션시뮬레이션시뮬레이션

그림 길이방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 압력분포 변화그림 길이방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 압력분포 변화그림 길이방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 압력분포 변화그림 길이방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 압력분포 변화15. Cavity case15. Cavity case15. Cavity case15. Cavity case

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그림 너비방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 변위특성그림 너비방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 변위특성그림 너비방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 변위특성그림 너비방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 변위특성16. Cavity Case16. Cavity Case16. Cavity Case16. Cavity Case

시뮬레이션시뮬레이션시뮬레이션시뮬레이션

그림 너비방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 압력분포 변화그림 너비방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 압력분포 변화그림 너비방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 압력분포 변화그림 너비방향 하중 인가시 주파수 변화에 따른 별 압력분포 변화17. Cavity case17. Cavity case17. Cavity case17. Cavity case

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그림 에 고압 인가시의 구조해석 시뮬레이션 모델링그림 에 고압 인가시의 구조해석 시뮬레이션 모델링그림 에 고압 인가시의 구조해석 시뮬레이션 모델링그림 에 고압 인가시의 구조해석 시뮬레이션 모델링18. LP PUNCH18. LP PUNCH18. LP PUNCH18. LP PUNCH

그림 일반 에 압력 인가시 의 응력분포그림 일반 에 압력 인가시 의 응력분포그림 일반 에 압력 인가시 의 응력분포그림 일반 에 압력 인가시 의 응력분포19. LP PUNCH LP PUNCH19. LP PUNCH LP PUNCH19. LP PUNCH LP PUNCH19. LP PUNCH LP PUNCH

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나 압전 진동소자의 최적화 시뮬레이션.

압전 진동소자의 경우는 다양한 디자인을 모색할 수 있는데 시뮬레이션을 통해서,

가지 모델에 대해 해석을 진행하였다 첫째는 가장 간단한 방법으로 구현이 가능3 .

한 측면부에 압전 진동자를 부착시키는 방법이다 둘째는 내부에 형태의. LP Ring

압전소자를 부착시키는 방법이며 마지막으로는 소자 하단부에 압전소자를 위치, LP

시키는 방법이다 세가지 모두 장단점이 있으며 해석결과는 다음의 그림들에 나타. ,

내었다 비교적 측면부에 위치한 압전체에서도 금형 상부에서 변위가 발생되어. LP

최종적으로는 측면부 부착형 와 하단부 부착형 두가지 종류를 가공하게 되었LP LP

다 의 압전체를 내부에 넣었을 시 그 결과를 그림 에 나타내었는. Ring Type LP 22

데 상단부에 변위가 생성됨을 알 수 있다 하지만 구현가능성이 가장 힘든 설, LP . ,

계로서 금형제작시에는 적용되지 않았다 그림 번 부터는 압전특성해석 전용. 26

인 를 이용하여 해석한 사례로 압전체를 측면부에 위치했을 시와 하TOOL Atila S/W

단부에 위치했을 시의 결과를 비교하였다 측면부의 압전체 크기가 변함에 따라 변.

위 특성 및 주파수 특성을 분석한 결과들이며 하단부에 압전소자를 위치했을 시,

결과도 해석하였다.

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그림 측면의 압전 진동 소자 부착시 의 응력분포 결과그림 측면의 압전 진동 소자 부착시 의 응력분포 결과그림 측면의 압전 진동 소자 부착시 의 응력분포 결과그림 측면의 압전 진동 소자 부착시 의 응력분포 결과20. LP PUNCH20. LP PUNCH20. LP PUNCH20. LP PUNCH

그림 압전소자 부착시 의 응력분포 모델링그림 압전소자 부착시 의 응력분포 모델링그림 압전소자 부착시 의 응력분포 모델링그림 압전소자 부착시 의 응력분포 모델링21. Ring type LP PUNCH :21. Ring type LP PUNCH :21. Ring type LP PUNCH :21. Ring type LP PUNCH :

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그림 압전소자 부착시 의 응력분포그림 압전소자 부착시 의 응력분포그림 압전소자 부착시 의 응력분포그림 압전소자 부착시 의 응력분포22. Ring type LP PUNCH22. Ring type LP PUNCH22. Ring type LP PUNCH22. Ring type LP PUNCH

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그림 압전 진동체의 하단부 부착시 응력분포 해석 모델링그림 압전 진동체의 하단부 부착시 응력분포 해석 모델링그림 압전 진동체의 하단부 부착시 응력분포 해석 모델링그림 압전 진동체의 하단부 부착시 응력분포 해석 모델링23. LP PUNCH23. LP PUNCH23. LP PUNCH23. LP PUNCH

그림 압전 진동체의 하단부 부착시 응력분포 해석 결과그림 압전 진동체의 하단부 부착시 응력분포 해석 결과그림 압전 진동체의 하단부 부착시 응력분포 해석 결과그림 압전 진동체의 하단부 부착시 응력분포 해석 결과24. LP PUNCH24. LP PUNCH24. LP PUNCH24. LP PUNCH

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그림 압전 진동체의 하단부 부찫 압전소자의 응력분포 및 변위특성그림 압전 진동체의 하단부 부찫 압전소자의 응력분포 및 변위특성그림 압전 진동체의 하단부 부찫 압전소자의 응력분포 및 변위특성그림 압전 진동체의 하단부 부찫 압전소자의 응력분포 및 변위특성25. LP PUNCH25. LP PUNCH25. LP PUNCH25. LP PUNCH

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그림 압전 진동자 시뮬레이션 해석모델 및 경계조건그림 압전 진동자 시뮬레이션 해석모델 및 경계조건그림 압전 진동자 시뮬레이션 해석모델 및 경계조건그림 압전 진동자 시뮬레이션 해석모델 및 경계조건26.26.26.26.

그림 압전 진동자 크기에 따른 시뮬레이션 해석모델그림 압전 진동자 크기에 따른 시뮬레이션 해석모델그림 압전 진동자 크기에 따른 시뮬레이션 해석모델그림 압전 진동자 크기에 따른 시뮬레이션 해석모델27.27.27.27.

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그림 압전 진동자 형상에 따른 시뮬레이션 결과 임피던스 특성그림 압전 진동자 형상에 따른 시뮬레이션 결과 임피던스 특성그림 압전 진동자 형상에 따른 시뮬레이션 결과 임피던스 특성그림 압전 진동자 형상에 따른 시뮬레이션 결과 임피던스 특성28. ( )28. ( )28. ( )28. ( )

압전 소자크기압전 소자크기압전 소자크기압전 소자크기: (a) 50*30 (b) 50*35 (c) 50*40 (d) 50*45: (a) 50*30 (b) 50*35 (c) 50*40 (d) 50*45: (a) 50*30 (b) 50*35 (c) 50*40 (d) 50*45: (a) 50*30 (b) 50*35 (c) 50*40 (d) 50*45

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그림 압전 소자 크기에 따른 시뮬레이션 해석결과 변위특성그림 압전 소자 크기에 따른 시뮬레이션 해석결과 변위특성그림 압전 소자 크기에 따른 시뮬레이션 해석결과 변위특성그림 압전 소자 크기에 따른 시뮬레이션 해석결과 변위특성29. ( )29. ( )29. ( )29. ( )

그림 하단 부착형 압전소자 형상그림 하단 부착형 압전소자 형상그림 하단 부착형 압전소자 형상그림 하단 부착형 압전소자 형상30. LP30. LP30. LP30. LP

그림 압전소자 두께에 따른 시뮬레이션 해석결과 변위특성그림 압전소자 두께에 따른 시뮬레이션 해석결과 변위특성그림 압전소자 두께에 따른 시뮬레이션 해석결과 변위특성그림 압전소자 두께에 따른 시뮬레이션 해석결과 변위특성31. ( )31. ( )31. ( )31. ( )

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시뮬레이션 결과 가장 좋은 특성을 나타낼 가능성이 높은 것은 압전소자를 금형LP

하단부에 위치시키는 구조이다 하지만 고압이 인가되면서 압전체가 파손될 우려가. ,

있기 때문에 금형은 측면부 방식과 하단부 방식 두가지를 설계하고 제작하였다 그.

림 에서 볼 수 있듯이 임피던스 특성은 구현가능한 회로인 미만일 경우32 100KHz

영역에서 공진 주파수가 형성되는 것을 알 수 있으7KHz, 17KHz, 20KHz, 32KHz

며 대에서 진동특성이 크지만 가청주파수 영역이므로 영역 이상인, 7KHz , 20KHz

영역에 맞추어 구동 드라이버도 제작하였다32KHz .

그림 금형의 매입형 압전소자의 임피던스 특성그림 금형의 매입형 압전소자의 임피던스 특성그림 금형의 매입형 압전소자의 임피던스 특성그림 금형의 매입형 압전소자의 임피던스 특성32. LP32. LP32. LP32. LP

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그림 하단 부착형 압전소자를 이용한 진동특성 시뮬레이션그림 하단 부착형 압전소자를 이용한 진동특성 시뮬레이션그림 하단 부착형 압전소자를 이용한 진동특성 시뮬레이션그림 하단 부착형 압전소자를 이용한 진동특성 시뮬레이션33. LP33. LP33. LP33. LP

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세라믹 진동자 개발세라믹 진동자 개발세라믹 진동자 개발세라믹 진동자 개발2.2.2.2.

앞장에서 시뮬레이션을 통한 특정 예측 및 최적설계하는 것들에 대해 소개하였으

며 본 장에서는 실제로 진동자를 설계 개발했던 과정을 소개한다 진동자는 자기변, .

형재료를 가지고 설계한 자왜변형소자와 압전체를 통해서 설계한 측면부 압전LP

진동자 및 하단부 압전 진동자를 설계하였다LP .

가 자왜진동자.

자왜 진동자는 자기장을 인가하면 재료가 변형 수축을 반복하면서 최종적으로는 진/

동을 인가할 수 있는 형태이다 그림 에는 실제로 제작한 자기변형소자를 나타내. 34

었으며 금형에서 개의 에 자기변형소자를 넣어서 하부금형에 진동, 4 cavity 2 cavity

을 인가하는 것이다 그림 은 과 자기변형소자용 구동드라이버를 나. 35, 36 TP LINE

타내었다 그림 에 하부금형에 설치된 자기변형소자를 나타내었으며 그림 에. 37 , 38

는 자기변형소자의 위치에 따른 실험조건 그림 에는 자기변형소자를 이용하여 진, 39

동을 인가하며 제작된 스트론튬 페라이트를 나타내었다.

이와같은 실험결과를 표 에 나타내었는데 특별한 중량변화는 없었으며 실험 중4 , ,

나타나는 진동의 크기를 고려했을 시 나 분석을 통해서도 향상된 특XRD BH Curve

성을 기대하기는 어려운 수준이었다.

표 자왜진동자 실험결과 의 중량변화표 자왜진동자 실험결과 의 중량변화표 자왜진동자 실험결과 의 중량변화표 자왜진동자 실험결과 의 중량변화4. : Cavity4. : Cavity4. : Cavity4. : Cavity

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그림 금형내 장착용 자왜 진동자그림 금형내 장착용 자왜 진동자그림 금형내 장착용 자왜 진동자그림 금형내 장착용 자왜 진동자34. TP34. TP34. TP34. TP

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그림 시제품 제작용그림 시제품 제작용그림 시제품 제작용그림 시제품 제작용35. PRESS35. PRESS35. PRESS35. PRESS

그림 자왜 진동자 구동 드라이버그림 자왜 진동자 구동 드라이버그림 자왜 진동자 구동 드라이버그림 자왜 진동자 구동 드라이버36.36.36.36.

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그림 프레스의 자왜진동자 설치 모습그림 프레스의 자왜진동자 설치 모습그림 프레스의 자왜진동자 설치 모습그림 프레스의 자왜진동자 설치 모습37. TP37. TP37. TP37. TP

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그림 프레스의 자왜진동자 실험 위치그림 프레스의 자왜진동자 실험 위치그림 프레스의 자왜진동자 실험 위치그림 프레스의 자왜진동자 실험 위치38. TP38. TP38. TP38. TP

그림 자왜 진동형 프레스를 이용한 페라이트 생상품그림 자왜 진동형 프레스를 이용한 페라이트 생상품그림 자왜 진동형 프레스를 이용한 페라이트 생상품그림 자왜 진동형 프레스를 이용한 페라이트 생상품39. TP39. TP39. TP39. TP

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나 압전 진동자.

자기변형소자를 이용한 현장실험결과 큰 소리가 나는 것을 보면 진동이 이루어지고

있지만 그 크기가 미약할 뿐 아니라 거대한 하부금형을 좌우로 흔들어주기에는 그,

힘이 부족하다 자기변형소자를 위치시키고 내에 슬러리를 넣어도 흐름을 확. Cavity

인할 수 없을 정도로 진동의 크기는 상당이 작았다.

따라서 이와같은 방법으로 스트론튬 페라이트의 품질향상을 기대할 수 없었기 때문

에 새롭게 제안한 방법이 압전 진동자를 이용한 방법이다 앞서 압전 진동자 설계.

를 위한 시뮬레이션을 통해서 최적의 구조 가지를 선정하였다 첫 번째는 금형2 . LP

측면에 개의 압전 진동자를 부착하여 를 아래위 방향으로 흔들어주는 방법이고4 LP ,

둘째는 금형 하단부에 진동자를 체결하여 를 아래위 방향으로 흔들어주는 방LP LP

법이다 두가지 방법 중 첫 번째 방법은 깨지거나 파손될 가능성이 적다는 장점과.

진동이 약할 수 있는 단점을 가지고 있으며 두 번째 방법은 진동이 비교적 세다는,

장점과 깨지거나 파손될 가능성이 높다는 단점을 가지고 있다 압전소자는 상용.

분말을 이용하여 성형 소결 전극 폴링 가공 단계를 거쳐 완성하였다 구동드PZT " - - - - " .

라이버와 함께 두가지 모델에 대하여 진동을 측정한 결과 측면부에 부착한 모델의

경우 뭔하는 진동특성이 나오지 않아 하단부에 체결하는 방법으로 최종 결정을 하

였다 그림 에는 제작된 압전 진동자의 형상과 체결모습을 나타내었으며 그. 40, 41 ,

림 는 제작된 하단부 압전 진동자의 특성을 진동특성 측정기를 이용하여 측정한42

결과이다 측정된 결과는 그림에서도 알 수 있듯이 주파수에 의 변위. 31kHz 2.6㎛

를 가지고 있는 것으로 측정되었다.

표 제작된 압전소자의 압전특성표 제작된 압전소자의 압전특성표 제작된 압전소자의 압전특성표 제작된 압전소자의 압전특성5.5.5.5.

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그림 압전 진동자 형상그림 압전 진동자 형상그림 압전 진동자 형상그림 압전 진동자 형상40.40.40.40.

그림 진동판이 설계된 금형 도면그림 진동판이 설계된 금형 도면그림 진동판이 설계된 금형 도면그림 진동판이 설계된 금형 도면41. LP41. LP41. LP41. LP

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그림 제작 진동자의 진동 측정 및 분석결과그림 제작 진동자의 진동 측정 및 분석결과그림 제작 진동자의 진동 측정 및 분석결과그림 제작 진동자의 진동 측정 및 분석결과42. FFT42. FFT42. FFT42. FFT

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시 생산금형 에의 적용 시험시 생산금형 에의 적용 시험시 생산금형 에의 적용 시험시 생산금형 에의 적용 시험3. (2 cavity)3. (2 cavity)3. (2 cavity)3. (2 cavity)

압전방식의 진동자는 양산금형 적용에 앞서 의 모델에 적Test Press(TP) 2 Cavity

용하였다 제작된 진동 를 적용하기 위해 사전 여러 가지 테스트를 실시하였다. LP .

실제로 스트론튬 페라이트를 제조하는 동안에는 고압의 성형압력이 를 누르게LP

되는데 상당한 압력변화가 예상되며 이와같은 현상이 압전소자에 미치는 영향을, ,

평가하기 위해 그림 에 나타난 바와 같이 핸드프레스로 소자에 압력을43 10ton LP

주어 주파수 및 임피던스 변화 특성을 측정하였다 그림 에서 압력을 인가하지. 44

않았을 시 공진점이 에서 으로 측정이 되었지만 압력을 인가했33KHz 102 , 5 TonΩ

을 시 공진점이 에서 으로 변한 것을 알 수 있다 그 결과를 정리하면32KHz 255 .Ω

표 에 나타낸 바와같이 압력이 높아질 수록 공진주파수는 높은쪽으로 시프트되고6 ,

임피던스는 증가하는 경향을 확인할 수 있었다 따라서 압전소자 구동 드라이버 제.

작시에 공진주파수를 찾아가는 시스템을 도입할 필요가 있으며 고 임피던스 하에.

서 원활한 작동이 될 수 있도록 설계를해야 함을 알 수 있었다 압전소자 개의 경. 4

우도 그림 과 같이 압력이 증가함에 따라 공진 가 주파수가 높은 방향으로46 Peak

이동하는 것을 알 수 있으며 기존 가 사라지고 새로운 가 생성되는 것도, Peak Peak

확인할 수 있다 따라서 압전소자 개를 연결한 에서도 개를 연결한 와. , 4 Case 2 Case

마찬가지로 비슷한 경향을 보였으며 압전소자 개를 연결했을 때보다 임피던스가, 2

상당히 낮아져 좋은 특성을 예상할 수 있다.

이같은 특성변화를 바탕으로 그림 과 같이 구동 드라이버를 제작하였으며 시제48 ,

품 테스트를 실시하였다 그림 은 진동인가에 따른 세제품 제작 동영상. 47 2 cavity

으로 진동금형 윗 부분에 드라이버를 올려놓고 가진을 시키면 드라이버가 측면으로

이동하는 것을 알 수 있다 또한 그림은 성형이 진행됨에 따라 오실로스코프의. (b)

변화를 관찰한 동영상인데 성형이 시작되고 이후 가압이 시작되면서 오실로스코프,

파형이 변하는 모습을 알 수 있다 이러한 현상은 앞서 연구실에서 실험한 압력 변.

화에 따른 공진점 현상과 동일한 모습이었다Shift .

이러한 현장실험을 통해 제작된 스트론튬 페라이트를 와 로 특XRD BH curve tracer

성을 평가하였으며 그림 과 표 에서 보는 바와 같이 진동세기가 이, 49, 50 6, 7 100

고 진동시간이 일 때 가장 좋은 특성을 보였으며 진동시간에 따라 비교적 규칙, 40 ,

적인 특성을 알 수 있었다 일부 맞지 않은 데이터도 있었음. ( .)

이같은 결과는 기존 결과와 비교했을 시 진동인가 세기 및 시간에 따라 다르지Ref

만 동등수준 또는 가까이 향상된 제품도 확인할 수 있었다 그림 은, 10% . 51 SEM

이미지로써 자구의 배향도를 확인하고자 하였으나 자구의 배향을 확인할 수는 없었

다.

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표 압전체 개 연결시 압력에 따른 임피던스 특성 변화표 압전체 개 연결시 압력에 따른 임피던스 특성 변화표 압전체 개 연결시 압력에 따른 임피던스 특성 변화표 압전체 개 연결시 압력에 따른 임피던스 특성 변화6. 26. 26. 26. 2

표 압전소자 개 연결시 압력에 따른 임피던스 변화표 압전소자 개 연결시 압력에 따른 임피던스 변화표 압전소자 개 연결시 압력에 따른 임피던스 변화표 압전소자 개 연결시 압력에 따른 임피던스 변화7. 47. 47. 47. 4

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유압프레스에 장착된 금형유압프레스에 장착된 금형유압프레스에 장착된 금형유압프레스에 장착된 금형(a) 10 Ton LP(a) 10 Ton LP(a) 10 Ton LP(a) 10 Ton LP

금형 하단부에 위치한 진동 소자 임피던스의 측정금형 하단부에 위치한 진동 소자 임피던스의 측정금형 하단부에 위치한 진동 소자 임피던스의 측정금형 하단부에 위치한 진동 소자 임피던스의 측정(b) LP(b) LP(b) LP(b) LP

그림 압력 인가에 따른 임피던스 변화 측정그림 압력 인가에 따른 임피던스 변화 측정그림 압력 인가에 따른 임피던스 변화 측정그림 압력 인가에 따른 임피던스 변화 측정43.43.43.43.

- 57 -

압력을 인가하지 않았을 시압력을 인가하지 않았을 시압력을 인가하지 않았을 시압력을 인가하지 않았을 시(a)(a)(a)(a)

압력을 인가했을 시압력을 인가했을 시압력을 인가했을 시압력을 인가했을 시(b) 5 Ton(b) 5 Ton(b) 5 Ton(b) 5 Ton

그림 압력에 따른 임피던스 측정 결과 압력을 인가하지 않았을 시 공진점이그림 압력에 따른 임피던스 측정 결과 압력을 인가하지 않았을 시 공진점이그림 압력에 따른 임피던스 측정 결과 압력을 인가하지 않았을 시 공진점이그림 압력에 따른 임피던스 측정 결과 압력을 인가하지 않았을 시 공진점이44. :44. :44. :44. :

으로 측정되었지만 압력을 인가했을 시 으로 측정됨으로 측정되었지만 압력을 인가했을 시 으로 측정됨으로 측정되었지만 압력을 인가했을 시 으로 측정됨으로 측정되었지만 압력을 인가했을 시 으로 측정됨33KHz/102 , 5 Ton 32kHz/255 .33KHz/102 , 5 Ton 32kHz/255 .33KHz/102 , 5 Ton 32kHz/255 .33KHz/102 , 5 Ton 32kHz/255 .Ω ΩΩ ΩΩ ΩΩ Ω

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그림 개의 압전체 연결시 임피던스 측정그림 개의 압전체 연결시 임피던스 측정그림 개의 압전체 연결시 임피던스 측정그림 개의 압전체 연결시 임피던스 측정45. 445. 445. 445. 4

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그림 압력 인가에 따른 소자의 임피던스 변화 특성 압력이그림 압력 인가에 따른 소자의 임피던스 변화 특성 압력이그림 압력 인가에 따른 소자의 임피던스 변화 특성 압력이그림 압력 인가에 따른 소자의 임피던스 변화 특성 압력이46. LP (4E46. LP (4E46. LP (4E46. LP (4EAAAA) :) :) :) :

증가증가증가증가함함함함에 따라 공진 가 주파수가에 따라 공진 가 주파수가에 따라 공진 가 주파수가에 따라 공진 가 주파수가 높은높은높은높은 방향으로 이동하방향으로 이동하방향으로 이동하방향으로 이동하는 것는 것는 것는 것을을을을 알알알알 수수수수 있있있있으으으으며며며며Peak ,Peak ,Peak ,Peak ,

기기기기존존존존 가 사라지고가 사라지고가 사라지고가 사라지고 새새새새로로로로운운운운 가 생성되가 생성되가 생성되가 생성되는 것는 것는 것는 것을을을을 알알알알 수수수수 있음있음있음있음Peak Peak .Peak Peak .Peak Peak .Peak Peak .

- 60 -

금형에 진동이 인가되고금형에 진동이 인가되고금형에 진동이 인가되고금형에 진동이 인가되고 있는있는있는있는 모습 금형위에 위치한 드라이버가모습 금형위에 위치한 드라이버가모습 금형위에 위치한 드라이버가모습 금형위에 위치한 드라이버가 움직움직움직움직임임임임(a) : LP .(a) : LP .(a) : LP .(a) : LP .

성형에 따른 오실로스성형에 따른 오실로스성형에 따른 오실로스성형에 따른 오실로스코코코코프 변화 압력이 인가되면 압전체에 인가되프 변화 압력이 인가되면 압전체에 인가되프 변화 압력이 인가되면 압전체에 인가되프 변화 압력이 인가되면 압전체에 인가되는는는는 전압이전압이전압이전압이(b) :(b) :(b) :(b) :

변변변변함함함함....

그림 진동인가에 따른 시제품 제작 동그림 진동인가에 따른 시제품 제작 동그림 진동인가에 따른 시제품 제작 동그림 진동인가에 따른 시제품 제작 동영영영영상상상상47. 2 Cavity47. 2 Cavity47. 2 Cavity47. 2 Cavity

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그림 시제품 제작 공정 사진그림 시제품 제작 공정 사진그림 시제품 제작 공정 사진그림 시제품 제작 공정 사진48. 2 cavity48. 2 cavity48. 2 cavity48. 2 cavity

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진동세기가 일진동세기가 일진동세기가 일진동세기가 일 때때때때(a) 100(a) 100(a) 100(a) 100 ,

진동세기가 일진동세기가 일진동세기가 일진동세기가 일 때때때때(b) 60 ,(b) 60 ,(b) 60 ,(b) 60 ,

진동세기가 일진동세기가 일진동세기가 일진동세기가 일 때때때때(c) 30 ,(c) 30 ,(c) 30 ,(c) 30 ,

그림 진동세기에 따른 의 배향도 변화그림 진동세기에 따른 의 배향도 변화그림 진동세기에 따른 의 배향도 변화그림 진동세기에 따른 의 배향도 변화49. XRD, BH C49. XRD, BH C49. XRD, BH C49. XRD, BH Cuuuurverververve

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표 진동세기에 따른 배향도 변화표 진동세기에 따른 배향도 변화표 진동세기에 따른 배향도 변화표 진동세기에 따른 배향도 변화6.6.6.6.

진동세기가 일진동세기가 일진동세기가 일진동세기가 일 때때때때(a) 100 ,(a) 100 ,(a) 100 ,(a) 100 ,

진동세기가 일진동세기가 일진동세기가 일진동세기가 일 때때때때(b) 60 ,(b) 60 ,(b) 60 ,(b) 60 ,

진동세기가 일진동세기가 일진동세기가 일진동세기가 일 때때때때(c) 30 ,(c) 30 ,(c) 30 ,(c) 30 ,

- 64 -

진동시간이 일진동시간이 일진동시간이 일진동시간이 일 때때때때(a) 10s ,(a) 10s ,(a) 10s ,(a) 10s ,

진동시간이 일진동시간이 일진동시간이 일진동시간이 일 때때때때(b) 20s ,(b) 20s ,(b) 20s ,(b) 20s ,

진동시간이 일진동시간이 일진동시간이 일진동시간이 일 때때때때(c) 40s ,(c) 40s ,(c) 40s ,(c) 40s ,

그림 진동시간에 따른 의 배향도 변화그림 진동시간에 따른 의 배향도 변화그림 진동시간에 따른 의 배향도 변화그림 진동시간에 따른 의 배향도 변화50. XRD, BH C50. XRD, BH C50. XRD, BH C50. XRD, BH Cuuuurverververve

- 65 -

표 진동세기에 따른 배향도 변화표 진동세기에 따른 배향도 변화표 진동세기에 따른 배향도 변화표 진동세기에 따른 배향도 변화7.7.7.7.

진동시간이 일진동시간이 일진동시간이 일진동시간이 일 때때때때(a) 10s ,(a) 10s ,(a) 10s ,(a) 10s ,

진동시간이 일진동시간이 일진동시간이 일진동시간이 일 때때때때(b) 20s ,(b) 20s ,(b) 20s ,(b) 20s ,

진동시간이 일진동시간이 일진동시간이 일진동시간이 일 때때때때(c) 40s ,(c) 40s ,(c) 40s ,(c) 40s ,

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표 진동 주파수에 따른표 진동 주파수에 따른표 진동 주파수에 따른표 진동 주파수에 따른 샘플샘플샘플샘플의 배향도 특성의 배향도 특성의 배향도 특성의 배향도 특성 차차차차 현장실험현장실험현장실험현장실험9. (XRD) - 19. (XRD) - 19. (XRD) - 19. (XRD) - 1

표표표표 샘플샘플샘플샘플 개의 배향도 측정결과개의 배향도 측정결과개의 배향도 측정결과개의 배향도 측정결과 차차차차 현장실험현장실험현장실험현장실험10. 11 (XRD) - 210. 11 (XRD) - 210. 11 (XRD) - 210. 11 (XRD) - 2

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그림 진동인가 방법으로 제조된 스트론튬 페라이트의 사진그림 진동인가 방법으로 제조된 스트론튬 페라이트의 사진그림 진동인가 방법으로 제조된 스트론튬 페라이트의 사진그림 진동인가 방법으로 제조된 스트론튬 페라이트의 사진51. SE51. SE51. SE51. SEMMMM

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양산 금형 의 적용 시험양산 금형 의 적용 시험양산 금형 의 적용 시험양산 금형 의 적용 시험4. (32 cavity)4. (32 cavity)4. (32 cavity)4. (32 cavity)

적용시험을 통해 배향도가 향상되었음을 확인했으며 기계적 진동이 배향도에TP ,

영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다 따라서 실제 양산설비 적용을 위해 양산.

금형용 진동 와 구동 드라이버를 제작하게 되었다 그림 는 양산금형용 진LP . 52 LP

동자의 형상을 나타내었다 용 진동자에 비해 크기가 커졌으며 개 중 개. TP LP , 32 4

에 먼저 적용하기로 하여 금형 개를 제작하였다 진동자 구성은 압전소자 개를4 . 2

연결하여 제작하였으며 용 소자와 유사하게 제작하였다 금형 설계시 진동자, TP . LP

설치 위치에 금형을 추가로 제작하여 진동자로 대체할 수 도 있게 하였으며Extra ,

일반 금형으로도 대체할 수 있도록 제작하였다 양산용 금형의 임피던스 특성을 측.

정한 결과 그림 에서 보는 바와 같이 공진주파수가 영역에서 으로서54 28kHz 20Ω

상당히 좋은 특성이 예상되었다 그림 는 양산 금형용 진동자의 구동 드라이버로. 54

개별 제어가 가능하도록 설계를 하였으며 또한 한꺼번에 인가가 가능하고 외부,

이 가능하도록 설계하여 페라이트 성형 중 자기장이 인가되는 신호를 연결Control

해 자동으로 구동될 수 있도록 설계하였다 그림 는 마지막 양산용 현장실험 사. 55

진이다 양산용 뒷측면에 구동회로를 위치시키고 의 대각선 방향으로. PRESS Cavity

총 개의 진동 를 설치하였다 이렇게 제작된 스트론튬 페라이트를 살펴본 결과4 LP .

차 차 측정시 동등수준 또는 향상된 특성을 보였다 하지만 양산용 금형에서1 , 2 1% . ,

의 결과는 에서 적용했던 결과의 최적조건을 사용했기에 비교적 진동의 세기가TP

작았으며 향후 추가실험을 통해 진동의 세기를 더 증가시켜 좋은 특성을 예상할,

수 있을 것이다.

- 69 -

그림 양산금형용 진동자그림 양산금형용 진동자그림 양산금형용 진동자그림 양산금형용 진동자52, (32 cavity) LP52, (32 cavity) LP52, (32 cavity) LP52, (32 cavity) LP

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그림 양산금형용 진동자의 임피던스 특성 측정그림 양산금형용 진동자의 임피던스 특성 측정그림 양산금형용 진동자의 임피던스 특성 측정그림 양산금형용 진동자의 임피던스 특성 측정53. (32 cavity) LP53. (32 cavity) LP53. (32 cavity) LP53. (32 cavity) LP

그림 양산 금형용 진동자의 구동 드라이버그림 양산 금형용 진동자의 구동 드라이버그림 양산 금형용 진동자의 구동 드라이버그림 양산 금형용 진동자의 구동 드라이버54.54.54.54.

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그림 양산금형 진동자의 임피던스 특성 측정그림 양산금형 진동자의 임피던스 특성 측정그림 양산금형 진동자의 임피던스 특성 측정그림 양산금형 진동자의 임피던스 특성 측정55.55.55.55.

- 72 -

- 73 -

그림 양산금형의 현장적용 시험그림 양산금형의 현장적용 시험그림 양산금형의 현장적용 시험그림 양산금형의 현장적용 시험56.56.56.56.

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차차차차 측정측정측정측정1 (BH c1 (BH c1 (BH c1 (BH cuuuurve tracer)rve tracer)rve tracer)rve tracer)

차차차차 측정측정측정측정2 (BH c2 (BH c2 (BH c2 (BH cuuuurve tracer)rve tracer)rve tracer)rve tracer)

- 75 -

결론결론결론결론5.5.5.5.

자성체의 배향도를 향상시키기 위해 기존 자기장 인가방법에 추가적으로 기계적 진

동을 인가하였다.

대형 성형장치 및 금형으로 구성된 구조물에서 국부적인 기계적 진동을 인가하기

위하여 자왜 진동방법을 시도하였으나 진동에 의해 슬러리의 유동이 일어나는 진동

세기에 미치지 못했기에 압전 진동방법을 통해서 구현하였다 이를 위해 압전소자.

의 최적 설계 및 소자위치를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 결정하고 시제품 테스트,

및 양산 테스트를 거쳐 성공적으로 구현하였다 본 연구는 기존 자기장을 통해서.

배향을 시키는 것에는 한계가 있어 배향도를 향상시키고자 고자기장 인가와 동시에

기계적 진동을 인가하는 방법을 압전 세라믹을 이용하여 구현하였다 기계적 진동.

은 압전체를 금형에 부착하여 구현하였으며 영역의 공진 주파수를 이용하, 32kHz

여 변위의 떨림을 생성하였다 이러한 기계적 진동을 함께 이용하여 페라이2.6 .㎛

트를 제조한 결과 배향도가 이상 향상되는 것을 확인할 수 있었으며 이러한 모2% ,

델을 양산용 금형에 적용 시험할 수 있는 시스템도 설계하였다 이와같은 배향도를.

극대화 할 수 있는 메카니즘의 구현을 통해 보다 저렴한 원료로 동등수준 이상의

품질특성을 발현할 수 있게 되었으며 과제 추진중에 진동자 설계 및 효과적인 진,

동전달 메카니즘을 고안하는 성과가 있었다 향후 고농도의 원료를 이용한 성형기.

술 개발시 직면하게 될 자장만으로의 배향에 따른 배향도 저하문제를 효과적으로

대응할 수 있는 진동인가 기술을 개발함으로써 성형 생산성의 혁신에 필요한 기반

기술을 확보하게 되어 본 기술의 파급효과는 매우 클 것으로 추정된다 또한 페라. ,

이트 성형시 기계적 진동에 의한 배향기술을 개발함으로써 제조비용절감에 기할 수

있을 뿐 아니라 고농도 원료를 사용한 성형시 예상되는 문제점 해결을 위한 기반

기술을 갖추게 되었음.

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제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도4444

제 절 목표 달성도제 절 목표 달성도제 절 목표 달성도제 절 목표 달성도1111

페라이트 입자배향도는 동일 금형내에서 성형한 각 의 제품을 소결한 제품* cavity

의 특성이고 쌍용머티리얼의 양산 관리항목이므로 그 결과는 회절시험을 통, X-ray

한 정밀 평가방법 및 쌍용머티리얼 자체적인 현장 평가방법을 이용하여 함께 평가/

분석.

가 평가방법 페라이트 입자배향도. [XRD ] (%) =

면 회절- I(001) : (001) X-ray Peak Intensity

면 회절- I(hk1) : (hk1) X-ray Peak Intensity

나 현장평가방법 페라이트 입자배향도. [ ] (%) =

수직방향 잔류자속밀도- Br : Br( )�수평방향 잔류자속밀도- Br : Br( )�

제 절 관련분야에의 기여도제 절 관련분야에의 기여도제 절 관련분야에의 기여도제 절 관련분야에의 기여도2222

페라이트 제조공정중 성형시 입자의 배향도를 증진시키는 방법으로 자기장을 인가하

는 방법외에 기계적 진동을 인가함으로써 배향도를 극대화 할수 있어 보다 저렴한

원료로 동등수준의 품질특성을 발현할 수 있게 되었으며 과제 추진중에 진동자 설,

계 및 효과적인 진동전달 메카니즘을 고안하는 성과가 있었음 향후 고농도의 원료.

를 이용한 성형기술 개발시 직면하게 될 자장만으로의 배향에 따른 배향도 저하 문

제를 효과적으로 대응할 수 있는 진동인가 기술을 개발함으로써 성형 생산성의 혁신

에 필요한 기반기술을 확보하게 되어 본 기술의 파급효과는 매우 클 것으로 추정됨

- 77 -

제 장 기술지원 결과의 활용계획제 장 기술지원 결과의 활용계획제 장 기술지원 결과의 활용계획제 장 기술지원 결과의 활용계획5555

제 절 기술지원 결과의 활용방안제 절 기술지원 결과의 활용방안제 절 기술지원 결과의 활용방안제 절 기술지원 결과의 활용방안1111

활용 분야 페라이트 세라믹 슬러리 성형공정o :

활용 방안o :

페라이트슬러리 성형공정의 최적화를 통한 품질특성 향상으로 원가절감 및 제품-

경쟁력 강화

페라이트 관련 소재 및 부품산업의 대외 경쟁력 강화-

제 절 기대성과제 절 기대성과제 절 기대성과제 절 기대성과2222

경제적 효과 산출 근거- :

제품의 고부가가치화 및 대외 경쟁력 향상으로 시장확대o : +10%

중국의 저가제품 침투에 대한 기존시장의 저항력 강화o : -3%

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